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微型軟體機器人:救災醫療新利器

想像一個能在地震瓦礫中穿梭尋找受困者,或是在人體內精準投遞藥物的柔軟機器人。這聽起來像是科幻情節,但賓州州立大學領導的國際研究團隊正將這個夢想化為現實。他們透過結合柔性電子與磁控技術,開創出這類極具適應性的微型機器人。

有別於傳統硬質機器人,軟體機器人採用柔性材料製成,能模仿生物體的運動方式。這種特性讓它們特別適合在災區瓦礫或人體複雜通道等狹窄空間中移動。研究團隊成員、賓州州立大學工程科學與力學系副教授程煥宇(Larry Cheng)指出,最大的挑戰在於如何讓這些柔性系統具備智慧感知能力。

「我們希望打造一個能與環境互動的智慧系統,」程教授解釋道。該團隊在《奈微米快報》發表的研究中,成功將柔性電子元件整合到機器人結構中,使其能對外部磁場做出精準反應。透過調整磁場強度與方向,研究人員能遠端控制機器人彎曲、扭轉或爬行,完全不需要內建電源或實體連線線。

技術開發過程中,團隊必須克服兩大難題:首先是電子元件的剛性可能影響機器人動作流暢度,其次是避免磁場幹擾電子訊號。程教授表示:「我們採用分散式電子佈局,既保持結構柔軟度,又能確保感測器在強磁場環境下正常運作。」

這項突破讓機器人能在電磁場或手持磁鐵引導下自主行動。在救災應用中,它們可透過熱感測避開障礙物;醫療方面則能根據pH值或壓力變化,執行精準給藥或取樣。韓國大學融合科技研究院副教授黃錫元(Suk-Won Hwang)更透露,團隊正在開發可吞服的「機器人藥丸」,未來有望用於非侵入式腸胃道檢測。

程教授進一步展望,若將機器人微型化到可注入血管的尺寸,將為心血管疾病治療開創新局。「這意味著更少的侵入性手術和更精準的標靶治療,」他強調。雖然這項技術尚未正式命名,但已為救難與醫療領域帶來革命性想像。

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